บทที่ 6 เมคาทรอนิกส์: ทิศทางใหม่ในนาโน, ไมโคร และมินิสเกล ออกแบบระบบเครื่องกลไฟฟ้า และการพัฒนาหลักสูตรวิศวกรรม

รูปตัวอย่างห้องปฏิบัติการระดับนาโน ไมโคร

ที่มา : http://www.me.ntnu.edu.tw

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

หากสนใจหนังสือ อื่น ๆ นอกเหนือจากนี้ 

คลิก 

หนังสือแมคาทรอนิกส์ เล่ม 1 รวมเป็นเล่ม สนใจคลิก

คลิก

6.1 บทนำ

      วิศวกรรมสมัยใหม่ครอบคลุมพื้นที่หลากหลายสาขาวิชา เพราะฉะนั้น มีความจำเป็นอย่างมากที่จะต้องแนวทางใหม่ ๆ เสมอ ในด้านการวิจัย และการศึกษาด้านวิศวกรรม, การใฝ่หา และการดำเนินการโครงการวิจัยที่มีความหมาย เป็นผู้บุกเบิก และการออกแบบหลักสูตรทางวิศวกรรม เพื่อการบูรณาการสาขา และเครื่องไม้เครื่องมือต่าง ๆ

      แมคาทรอนิกส์มีความหลากหลายในสาขาวิชา และเป็นส่วนหลักที่ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงในด้านการศึกษา และด้านการอุตสาหกรรมในปัจจุบันอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งมีความต้องการอย่างมากในการที่จะต้องมีการวิจัยขั้นสูงในด้านแมคาทรอนิกส์ และการปฏิรูปหลักสูตรสำหรับหลักสูตรปริญญาตรี และบัณฑิตศึกษา

      ในงานการวิจัยไม่นานมานี้ มีความก้าวหน้าอย่างมากในอุปกรณ์เคลื่อนที่ของ เครื่องกลไฟฟ้า (Electromechanical), อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (Power electronics), อุปกรณ์โซลิดสเตท (Solid-state devices), ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (Microelectronics), ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดไมโคร และนาโน (Micro- nanoelectromechanical systems: MEMS และ NEMS), วัสดุ และการบรรจุภัณฑ์, คอมพิวเตอร์, สารสนเทศ, ปัญญาระบบ (System intelligence), ไมโครโปรเซสเซอร์ และดีเอสพี (DSPs), กระบวนการแสง และสัญญาณ, คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบเครื่องมือ และการจำลองสภาพแวดล้อมที่มีความท้าทายใหม่ ๆ เพื่อเข้าสู่วงวิชาการ ผลที่ตามมา ทำให้นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากมีส่วนร่วมในการวิจัยด้านแมคาทรอนิกส์ และทางวิศวกรรมที่มีการปรับปรุงหลักสูตรในสถาบันการศึกษาในวิชาแมคาทรอนิกส์

      ระบบแมคาทรอนิกส์อยู่ในประเภทดังนี้

1. ระบบแมคาทรอนิกส์ทั่วไป

2. ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดไมโคร หรือเครื่องกลจิ๋ว (MEMS)

3. ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดนาโน (NEMS)

      หลักการปฏิบัติงาน และพื้นฐานของระบบแมคาทรอนิกส์ทั่วไป และเมมส์จะเหมือนกัน ขณะที่เนมส์จะศึกษาในแนวคิด และทฤษฏีที่ต่างกัน โดยเฉพาะผู้ออกแบบ ประยุกต์ใช้กลศาสตร์ดั้งเดิม และแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อศึกษาระบบแมคาทรอนิกส์ทั่วไป และเมมส์ ส่วนทฤษฏีควอนตัม และเครื่องกลไฟฟ้านาโนนำมาประยุกต์ใช้ใน เนมส์

      จุดอ่อนหนึ่งของคอมพิวเตอร์, ไฟฟ้า และวิศวกรรมเครื่องกลเป็นปัญหาที่รู้จักกันดีในการที่จะสร้างให้มีพื้นฐานที่ดี, ความรู้, ความลึกซึ้ง และความกว้างไกลในการบูรณาการระบบเครื่องกลไฟฟ้าในพื้นที่ที่ต้องการแก้ปัญหาในทางวิศวกรรมที่มีความซับซ้อน

      แมคาทรอนิกส์ได้รวมสาขาวิชาต่าง ๆ เช่น วิศวกรรมเครื่องกล, ไฟฟ้าอและคอมพิวเตอร์ จากมุมมองแบบครบวงจรผ่านพื้นฐานด้านเครื่องกลไฟฟ้า (การวิจัย) และลำดับการออกแบบของหลักสูตรแมคาทรอนิกส์ภายในระบบเครื่องกลไฟฟ้า (แมคาทรอนิกส์) ผ่านหลักสูตร

      ลำดับหลักสูตรนี้สามารถออกแบบตามวัตถุประสงค์, ความแข็งแกร่ง และเป้าหมายของโปรแกรม สำหรับหลักสูตรวิศวกรรมที่มีความแตกต่างกัน เช่น ไฟฟ้า, เครื่องกล, คอมพิวเตอร์, อวกาศยาน, วัสดุ ฯลฯ จำนวนหลักสูตรแมคาทรอนิกส์ เนื้อหา, สารบัญ และครอบคลุมความแตกต่าง เพราะว่าหลักสูตรแมคาทรอนิกส์ประกอบหลักสูตรพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม เป้าหมายสูงสุดคือการศึกษาเหมือนกัน และเตรียมนักเรียน และวิศวกรรุ่นใหม่ ๆ เพื่อแก้ปัญหาในทางวิศวกรรม

      แมคาทรอนิกส์เป็นส่วนสำคัญของวิศวกรรมสมัยใหม่ที่มีการผสมผสานบูรณาการ, ปฏิสัมพันธ์, การตีความ, ความเกี่ยวข้อง และคุณสมบัติของระบบ มีประสิทธิภาพ และประสิทธิผลในการประเมินแนวโน้มปัจจุบันในด้านวิศวกรรมสมัยใหม่พร้อมกับ การวิเคราะห์การประเมินผล และการคาดการณ์ผลลัพธ์สามารถเข้าหาได้ผ่านกระบวนทัศน์ของแมคาทรอนิกส์

      การวิจัยในแมคาทรอนิกส์ และการศึกษาหลักการทำงาน, ผสมผสานกับกระบวนการเรียนรู้ในชั้นเรียน และการเน้นรูปแบบการสอน จะทำให้นักศึกษาสำเร็จได้โดยรวมสูงซึ่งจะสร้างหลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกล, ไฟฟ้า, และคอมพิวเตอร์

      กระบวนทัศน์ทางแมคาทรอนิกส์มีจุดมุ่งหมายที่สำคัญเพราะว่าจะนำความรู้ที่ลึกซึ้งขึ้นในความรู้ และภูมิหลังของนักศึกษาในทางวิศวกรรมศาสตร์ ช่วยให้นักศึกษามีทักษะในการแก้ปัญหาขั้นพื้นฐานที่จำเป็นในการควบคุมระบบเครื่องกลไฟฟ้าขั้นสูงที่ควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ หรือ ดีเอสพี (DSPs) ครอบคลุมซอฟแวร์ และฮาร์ดแวร์ที่ล้ำสมัย และเน้นไปใช้งาน ผ่านหลักสูตรแมคาทรอนิกส์, สามารถบรรลุเป้าหมาย และความสำคัญของหลักสูตรได้ การรวมหลักสูตรทางวิศวกรรมกลายไปเป็นหลักสูตรแมคาทรอนิกส์จะได้กล่าวถึงในบทนี้

      เป้าหมายสูงสุดของเราคือ การระบุบทบาท ตัวอย่างของหลักสูตรที่มีอยู่แล้วปรับแต่ง เพิ่มเติมหลักสูตรแมคาทรอนิกส์เพื่อปรับปรุงโครงสร้าง และเนื้อหาของหลักสูตรวิศวกรรม รับสมัคร และกระตุ้นให้ผู้เรียนเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนการสอนและปรับปรุงให้ดีขึ้น เช่น มีการประเมินผล และผลลัพธ์ที่ต้องการ เน้นวางหลักเกี่ยวกับการเพิ่มพูน และปรับปรุงความรู้ในเชิงลึก และกว้าง การตีความ และผลของการรวมประยุกต์ความรู้, แรงจูงใจ, ความมุ่งมั่น

      สิ่งเหล่านี้นเกิดขึ้นจากการพัฒนาหลักสูตรแมคาทรอนิกส์ และการนำไปใช้งาน บทนี้รายงานการพัฒนาหลักสูตรแมคาทรอนิกส์ บทบาทในวิชาแมคาทรอนิกส์ในวิศวกรรมสมัยใหม่ จะได้รับการกล่าวถึง และจัดทำเป็นเอกสาร

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“วาทะ สีจิ้นผิง

การเป็นคน ไม่จำเป็นต้องโดดเด่นสะดุดตา

แต่ต้องเที่ยงธรรมซื่อตรง

ทำสิ่งใด ไม่จำเป็นต้องสมบรูณ์ไร้ที่ติ

แต่ต้องไม่รู้สึกผิดในใจ

ใช้ความจริงใจ ปฏิบัติต่อผู้คนรอบข้าง

ใช้ความกตัญญู ขอบคุณทุกสิ่งที่ครอบครอง

อนาคต ไม่ใช่โลกของคนยากไร้ และไม่ใช่โลกของคนมั่งมี

แต่เป็นโลกของกลุ่มคนที่มีน้ำหนึ่งใจเดียวกัน

กล้าเป็นผู้นำ ยุติธรรม มีสติ มีความสามารถ

วิกฤติที่แท้จริง ไม่ใช่วิกฤตทางการเงิน แต่เป็น

วิกฤติทางจริยธรรม และศรัทธา

จงเคียงข้างกับผู้มีปัญญา ร่วมทางกับผู้เป็นคนดี....

”

วาทะที่โด่งดังของสีเจิ้นผิง

ประธานาธิบดีประเทศจีน

<หน้าที่แล้ว                                 สารบัญ                    หน้าต่อไป>